Експериментальне дослідження процесу правки прокату на багатороликових правильних машинах
Анотація
Грибков Е. П., Доброносов Ю. К., Коваленко А. К. Експериментальне дослідження процесу правки прокату на багатороликових правильних машинах
Правка листового прокату грає важливу роль в формуванні якісних характеристик готової продукції. На сучасних металургійних підприємствах використовуються багатороликові листоправильні машини з індивідуальним налаштуванням роликів. Цього типу машини мають гнучку систему технологічних налаштувань, що вимагає від математичної моделі процесу правки вирішення задач з автоматизованого проектування. Причому якщо для сталей загальномашинобудівного призначення раціональне значення положення роликів знаходиться в широкому діапазоні, то для високоміцних сталей це дуже вузьке поле, що вимагає від математичної моделі дуже точного результату. Найбільш точними моделями є моделі, засновані на використанні методу скінченних елементів. В роботі була розроблена скінченно-елементна модель процесу правки листів у багатороликовій машині. Для перевірки адекватності розробленої моделі були проведені експериментальні дослідження в лабораторних умовах. Лабораторна установка являла 9-роликову листоправильну машину з діаметром роликів 100 мм, розташованих з кроком 105 мм. Налаштування роликів призводили за допомогою гвинтового механізму. Дослідження проводили для 5-роликового варіанту машини. Всі ролики були приводними. Експерименти проводили для листів трьох товщин: 2.5, 3.5 та 9.0 мм. Ширина листа для товщини листа 2.5 мм склала близько 150 мм, для інших – 100 мм. Було використано по 4 листа кожної товщини. Вимірювання сили правки здійснювали за допомогою кільцевих месдоз, встановлених між натискним гвинтом та подушкою роликів. Для обробки сигналу був використаний АЦП. Порівняння експериментальних даних процесів правки листів з результатами розрахунків свідчить про їх якісний та кількісний збіг. При цьому похибка розрахунку сили правки на третьому ролику не перевищувала 16,5%. Порівняння показує достатній ступінь надійності розроблених математичних моделей і можливість їх застосування на існуючому промисловому обладнанні.
Посилання
Gribkov E.P., Kovalenko A.K., Hurkovskaya S.S. Research and simulation of the sheet leveling machine manufacturing capabilities. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2022. Vol. 120(1-2), pp. 743-759. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-022-08806-z
Hernández U. U. et al. Friction characterisation in levelling processes. Advances in Materials and Processing Technologies. 2016. Vol. 2, no. 4, pp. 503-513. DOI: https://doi.org/10.1080/2374068X.2016.1247230
Won C., Lee W., Lee H.-Y., Kang Y.-S., Yoon J. Evaluation of in-plane edge stretchability under severe contact condition for third-generation advanced high-strength steel. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 108, pp. 1945-1958. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-020-05537-x
Fan Q.-H., Zhang H., Jiang X.-C., Tian B.-Z. Study on neutral layer offset of high-strength steel plate straightening of excavator's working arm. Advances in Mechanical Engineering. 2017. Vol. 9, no. 7. DOI: https://doi.org/10.1177%2F1687814017712420
J.-B. Lee and S.-S. Kang, “Numerical Modeling of Roller Leveler for Thick Plate Leveling. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2018. Vol. 19, no. 3, pp. 425–430. DOI: https://doi.org/10.1007/s12541-018-0051-x
N. Mathieu, R. Dimitriou, A. Parrico, M. Potier-Ferry and H. Zahrouni. Flatness defects after bridle rolls: a numerical analysis of levelling. International Journal of Material Forming. 2011Vol. 6, no. 2, pp. 255–266. DOI:https://doi.org/10.1007/s12289-011-1083-2
A. V. Barabash, E. Yu. Gavril’chenko, E. P. Gribkov and O. E. Markov. Straightening of Sheet with Correction of Waviness. Steel in Translation. 2014. Vol. 44, no. 12, pp. 916–920,. DOI: https://doi.org/10.3103/S096709121412002X
B. Dratz, V. Nalewajk, J. Bikard and Y. Chastel. Testing and modelling the behaviour of steel sheets for roll levelling applications. International Journal of Material Forming. 2009. Vol. 2, pp. 519–522. DOI: https://doi.org/10.1007/s12289-009-0560-3
S.-Y. Tsai and J.-Y. Chang. Design of deep learning on intelligent levelling system for industry 4.0 technology. MATEC Web of Conferences. 2018, Vol. 185, article no. 00026. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201818500026
Z. Liu et al. Boundary determination of leveling capacity for plate roller leveler based on curvature integration method. Journal of Central South University. 2015. Vol. 22, pp. 4608-4615. DOI: https://doi.org/10.1007/s11771-015-3011-y
Z. Liu et al. An analytical study of optimal roller intermeshes for the plate leveling process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2021. Vol. 235, no. 1-2, pp. 278-289. DOI: https://doi.org/10.1177%2F0954405420947959
L. Cui, X. Hu and X. Liu. Research on Mathematical Model of Leveling Process for Plate Mill. Advanced Materials Research. 2011. Vol. 148–149, pp. 368–371. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.148-149.368
Y. Wang, Z. Liu and X. Yan. Evaluation of straightening capacity of plate roll straightener. Journal of Central South University. 2012. Vol. 19, no. 9, pp. 2477-2481. DOI: https://doi.org/10.1007/s11771-012-1299-4
Yi Guodong, Zili Wang and Zhouyu Hu, “A novel modeling method in metal strip leveling based on a roll-strip unit. Mathematical Problems in Engineering. 2020. Vol. 2020, Article ID 1486864,. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/1486864
